集雨型水窖工程的发展和技术应用(中职论文)1.doc
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浅析集雨型小水窖工程在八一镇的发展和技术应用
摘要：
集雨型小水窖工程是山区半山区拦蓄地表径流，充分利用自然降水以满足人畜生活用水和生产用水的一种微集水灌溉工程，本文通过对集雨型小水窖工程项目建设基本现状的分析，结合小水窖工程的优点，提出大力倡导小水窖的建设来解决发展中存在的问题。
关键词：
浅析集雨型小水窖发展技术应用
1.引言
集雨型小水窖工程是山区半山区、干旱半干旱地区拦蓄地表径流，充分利用自然降水以满足人畜生活用水和生产用水的一种微集水灌溉工程，它的本质是实现雨水的富集叠加利用，调节雨水的时空分布不均的问题，充分利用有效降水。
作为“五小水利工程”之一的集雨型小水窑工程在八一镇“落户”很晚，但在“母亲水窑工程”、“集雨工程”和“烟水工程”的强势推动下，在我镇镇域范围内特别是山区、半山区发展迅速，依据其“投资小、见效快、易管理、易推广、成本低、方便、灵活”等特点，解决了水源缺乏地区耕地的用水难题，为我镇的产业结构调整及人民群众增产增收奠定了坚实的基础，起到了很好的作用，群众形象地比喻为：
“不用油，不用电，家家户户都能干；投资少，效益好，平地坡地都能搞”。
集雨型小水窑工程已经成为我镇广大农民群众心中实实在在的“致富工程”。
但是，目前由于我镇财力有限，对这种分散的小型水利工程的扶持力度还不够，发展不均匀。
我们有必要重新认识，加大投入力度，规范技术指导，发挥水窖在基础设施建设，生态环境方面的作用，在促进缺水山区农业产业结构调整上，提供水资源保障，在改变山区面貌上发挥应有的价值。
一般情况，几乎所有的灌溉工程都是集雨灌溉工程，因为灌溉用水不论是地面水还是地下水都是降雨由自然的或人工的方法集流而得来的。
但这种情况大多数是利用区间径流的降雨，经过汇流而形成的水体。
为利用这些水体大多需要建设蓄水工程（水库、坝塘等）和引水工程，这些水利工程解决了许多地方大面积的灌溉问题，但是仍有很多地方地势较高，地块分散，离永久水源较远，至今尚未解决灌溉问题，当地群众甚至生活用水都很困难，因此近年来，越来越重视利用小型蓄水工程来集蓄当地径流。
比如我们现在探讨的集雨型小水窖工程，这是我镇山区、半山区解决农作物用水，发展庭院经济，进行产业结构调整，促进农业稳产增收的有效措施。
探讨集雨水窖在我镇的实践运用，将有积极的意义。
2.集雨型小水窖的近期发展、应用情况
2.1集雨型小水窖的发展、应用概况
水资源短缺已经成为世人瞩目的环境危机，据统计云南省人均水资源占有量约3900立方米，安康市789立方米，八一镇位于金沙江和红河水系的分水岭，水资源更为缺乏，与云南省人均占有量比，只占20％，属典型的贫水区。
八一镇位于安康市南部，辖区面积344.18平方公里，下辖22个村、居委会，94个自然村，农业总人口37964人，是安康市辖区内面积最大、农业人口最多的乡镇，也是安康水资源保护区、革命老区和典型的农业乡镇。
镇政府根据中央“工业反哺农业，城市支持农村”的精神，积极争取各级资金支持，大力发展烤烟生产，目前种植烤烟面积18000多亩，占全安康市种植总面积的一半以上，使烤烟产业成为我镇的支柱产业。
目前我镇在基本农田范围内，部分自然条件较好、具备水源的地方均配套了管网、泵站、机井、沟渠等工程，灌溉保证率已达75％；条件较差的山区、半山区成为了建设工作的难点，农业生产依然处于靠天下雨的境地。
这些地方绝大部分无水源，条件艰苦，地块分散，无条件实施建设其他水利工程。
集雨型小水窖工程推广使用后，极大地改善了这些地区的用水条件，为此，镇政府把此项工程作为“爱民、惠民、亲民”的民心工程来抓，近几年来，共发展水窖1200多眼，浇灌面积近4000亩，取得了较好的社会、生态、经济效益。
2.2集雨型小水窖在我镇应用的主要成效
2.2.1促进了农业增长方式的转变
我镇干旱缺水的山区多为雨养农业，广种薄收，粗放经营，部分地区甚至只有耕地，没有水田。
实施集雨节水灌溉工程后，结合产业结构调整、地膜覆盖、配方施肥、良种推广等现代化的农业先进技术，使水、肥、土、种、农机形成了综合生产力。
改变了以往只种荞、麦、洋芋、玉米等自给自足作物的生产模式，大力发展高效作物，使产量大幅度提高。
这些多种新技术优化组合的集约化经营体系，体现了农业生产从粗放经营向集约经营的转变。
如镇域内2007年烤烟生产，前期干旱，后期洪涝。
由于集雨型小水窖工程的推广应用，在地烟的栽插期保证了灌溉用水，生长后期充分吸收自然降雨，使烤烟生产取得了丰收。
而田烟则前期生长良好，后期由于洪涝等原因，造成大面积烤烟减产和绝收使全镇当年旱地烤烟平均单产超过田烟，开创了旱地收入比水田高的历史，增强了山区群众致富增收的信心。
2.2.2使干旱缺水地区农业生产条件、生态环境得到改善
我镇干旱缺水地区发展集雨型小水窖工程，在根本上改善了这一地区的农业生产条件，初步摆脱了雨养农业，靠天吃饭的被动局面。
集雨型小水窖工程的实施，改善了当地的生态环境，通过发展集雨节灌，使粮食单产大幅度提高，种植面积相应减少，并种植栽培高价值经济作物，大幅度提高了经济效益，为退耕还林、调整和优化产业结构创造了较为宽松的前提条件，对整个农业和农村发展起到了推进作用。
同时，通过大面积发展集雨节灌，还可拦截部分泥沙，减少水土流失，为改善生态环境创造了良好的条件。
2.2.3集雨型小水窖在我镇应用的重要作用
实践证明，集雨型小水窖工程在我镇干旱缺水地区的发展和应用起到非常重要的作用，主要体现为：
第一提高了农作物的产量，降低群众种植风险，提高了产品质量，使群众能够增产增收；第二充分利用水资源，解决了建设盲区无水源的难题，提高工程覆盖率；第三大量节约水利工程投资，缓解了各级资金配套矛盾。
3.集雨型小水窖在我镇发展、应用的可行性
3.1我镇的基本情况及山区农业发展的现状决定了集雨型小水窖在我镇发展、应用的可行性
八一镇由于受西南季风和高原山地地形的影响，呈现中亚热带低纬度高原气候特征，冷热季和干湿季明显，平均温度14.8℃，年平均降水量850mm，但是降雨在时空上分布不均衡，降水过程主要集中在6－8月，形成春、秋、冬季缺水，夏季洪涝的情况。
如2009年一季度降雨量仅6.3mm，降雨之少居我镇有水文资料记载期第一位，山区半山区经济作物普遍遭受旱灾。
所以在山区半山区，集雨型小水窖工程对作物用水的及时补充非常关键。
八一镇现有村委会21个，自然村94个，人口37964人，耕地总面积2579.94公顷，其中，水田1389.66公顷，旱地1109.28公顷。
但是属于山区半山区的村委会有13个，自然村有62个，人口18775人，旱地597.64公顷，分别占全镇总数的62％、66％、49.5％和53.88％，山区半山区比重超过全镇的一半。
长时间以来，一直没有有效的办法很好地解决该区域的农作物用水问题，现有的山区水库、塘坝、配套不全，加之，由于地形高差的原因，所建的水利设施不能满足于大面积经济林果的灌溉。
只有结合地形地貌，合理布置规划，大力宣传推广应用集雨型小水窖技术，才是解决该地区农业灌溉用水的出路。
3.2集雨型小水窖工程同其他蓄水工程比，有明显的优势
由于地形和经济条件的限制，无条件在山区半山区兴建骨干水利工程（诸如提水站、塘坝等）。
而水窖则具备以下优点：
规模小，投资少，施工简单，不易破坏，管理方便，使用寿命长。
可以提水，亦可自流，在水源较为缺乏的地方，还可解决部分群众的人畜饮水困难。
同时，小水窖工程可省略相应的勘测、设计（可一次性设计）、监理、审计等环节和费用开支。
3.3.产业结构的调整，调动山区群众治理开发的积极性，是水窖推广运用的有力保障
农村产业结构的不断深化及调整，山区半山区经济作物面积将逐年扩大，各项优惠政策的实施，使可开发的土地资源潜力逐年增大，水资源的配置，会使资源优势得到更好的发挥。
通过政府示范引导，或者以奖代补，能够激发出农民建设水窖的热情。
3.4发展集雨型小水窖工程具有良好的经济效益
集雨型小水窖具有良好的经济效益（见附表）
附表一：
八一镇大龙洞村民小组（秧田箐片）水窖建设效益分析表
年份
种植种类
种植面积（亩）
产量（吨）
效益（万元）
亩均
效益（元）
备注
小春
大春
小春
大春
全年
小春
大春
小春
大
春
全
年
2006
麦子
玉米
77
77
154
18.3
27.9
2.9
5.0
7.9
1026.0
建水窖前
2007
轮作
烤烟
0
77
77
0
11.3
0
12.7
12.7
1649.4
建水窖后
附表二：
八一镇德滋村民小组（老龙窝片）水窖建设效益分析表
年份
种植种类
种植面积（亩）
产量（吨）
效益（万元）
亩均
效益（元）
备注
小春
大春
小春
大春
全年
小春
大春
小春
大
春
全
年
2006
麦子
玉米
121
108
165
35.3
41.4
55.9
74.2
79.2
1075.2.
建水窖前，由于缺水13亩地大春闲置
2007
麦子
玉米
121
121
242
37.2
69.2
58.9
124.0
182.9
1511.6
建水窖后
根据附表一、二两组数据可以看出，两个村建设水窖前后种植高效经济作物及传统作物，耕地亩均效益都大幅增加。
按照每亩每年增加效益500元计算，每个水窖控制面积3亩，每年可创造效益1500元，两年就可收回建设成本，效益切实可观。
4.集雨型小水窖技术的应用
4.1集雨型小水窖的系统组成
集雨型小水窖工程由雨水收集系统、储存系统及利用系统组成。
其过程包括集流收集---雨水储存---高效利用三个环节，是具备集流、储存和利用的通路系统。
4.1.1雨水收集系统
收集系统主要由处理过的集雨面（集流场）及附属设施（引流沟、槽等）组成。
雨水季节，通过处理的集雨面将雨水汇集到附属设施内，输送到储存系统保存。
集流场可以不止一个，但相距有一定距离就需要用输水沟、槽把各个集流场收集到的雨水集中到一起送到蓄水设施去。
其形式和大小要根据各地的地形条件，防渗材料的种类以及经济条件等，因地制宜地进行规划布置。
4.1.2储存系统
储存系统包括储水设施，净化设施，消力设施等。
4.1.2.1储水设施
储水设施其作用就是存储雨水，各地群众在实践中创造出许多不同的形式，主要是建水窖和蓄水池。
水窖和蓄水池按使用的建筑材料可分为土窖、砖石窖、混凝土薄壳窖等。
土窖施工方便，造价低，但容量相对较小，对土质要求较高。
砖石窖较坚固耐用，容量也较大，但造价较高，施工难度较大。
混凝土薄壳窖防渗性能好，寿命长，容量大，但造价较高，技术要求高，施工难度较大。
根据我镇的地形地貌特征及经济条件，我们所选用的和我所探讨的是混凝土薄壳窖。
4.1.2.2净化设施
在所收集的雨水进入储水设施之前，一般须经过一定的沉淀过滤处理，以除去雨水在汇集与输送过程中混进的泥沙等杂物。
常用的净化设施有：
沉沙池，栏污栅。
4.1.2.3消力设施
为了减轻进窖水流对窖底的冲刷，要在进水暗管的下方窖底上设置消力设施，根据进窖流量的大小，选用消力池或消力筐或设石板（混凝土板块），一般我们选择混凝土板消力，简单、方便、耐用。
4.1.3利用系统
利用系统是实现雨水高效利用的最终设施。
集蓄的雨水一般作为人畜用水和耕地灌溉之用，可采取抽提、自流等方法加以利用。
由于我镇所建水窖多为全入土式，加上分布较散，远离村庄、电力设施等，目前属于单纯的农业灌溉，我们都采用人工取水浇灌。
4.2技术设计
4.2.1集流面及附属设施
集雨工程的起始点就是集流场，集流场的大小涉及四个方面的问题：
一是当地降水量的大小和集水效率；二是灌溉制度；三是集水材料；四是储水体。
集雨场面积的大小，主要取决于当地的降雨情况，八一镇多年平均降雨量为850mm，单位面积产水约0.22m3/m2。
用坡面、山凹及环山道路内侧收集降水，利用天然土坡面作集流面时，可在坡面上每20～30m沿等高线修截流沟，截流沟可采用土渠，坡度宜为1/30～1/50，截流沟应连接到输水沟，输水沟宜垂直等高线布置并采用矩形或U形混凝土渠，尺寸按集雨流量确定。
利用机耕路或道路作为集流面且具有道路排水沟的，截流输水工程从道路排水沟出口处连接修建到蓄水工程，其尺寸按集流量大小确定。
引水渠形式要根据各地经济发展水平和农户的投入程度决定，要最大限度减少泥沙入窖，最好能进行防渗处理。
当前普遍采用的有:
（1）梯形土渠。
当引水渠较长时多被采用，雨季沿地面临时开挖，需经常修整，经济适用。
（2）混凝土（砌石）矩形渠。
多用于窖前的沉淀渠（槽），宽30～50cm，深度、长度根据地形选定。
4.2.2储存系统
4.2.2.1沉沙池
沉沙池是水窖建设中的重要组成部分。
水窖以集蓄雨洪径流为主，来水中常挟带着泥沙，尤其是坡面、沟壕径流含沙量更大。
因此，修建沉沙池是必不可少的。
沉沙池位置选择适当与否直接关系到沉沙效果。
其原则是:
（1）沉沙池离窖口要有3m以外距离，以防止池内渗水造成窖壁坍塌；
（2）充分利用有利地形沉淀来水中泥沙。
当利用坡面、沟壕集水，水中含沙量较大时，不宜按来水方向在窖前布设沉沙池。
因为水流沿坡面、沟壕直下，流速大，即使水进入沉沙池也难以使泥沙沉淀。
而必须沿等高线大致走向开挖沉淀渠，按来水反方向布设沉沙池，这样可供泥沙充分沉淀，真正发挥沉沙池作用。
沉沙池形状一般为矩形和圆筒型，容量大小要根据来水中泥沙含量和沉沙要求决定，一般设计在1～2m3左右，尺寸宽1m、深1m、长1～2米。
4.2.2.2拦污栅
无论哪种形式的沉沙池，都需在进水管前设置拦污栅，以防杂草污物进入窖内。
拦污栅形式多样，可就地取材。
一般用8号铅丝编织成1cm方格网状方形栅,周边用钢筋绑扎或焊接，长与宽根据进水管（槽）尺寸而定，埋设于进水管（槽）前面池墙内。
也可用铁皮打成1cm圆形孔、成行排列。
经济条件较差的地区，也可用竹条、木条、柳条制作成网状拦污栅。
4.2.2.3储水设施
储水设施（储水体）设计内容主要包括蓄水工程的形式选择、容积确定、工程位置选择。
储水体的窖型我们采用圆弧形，横断面为圆形，纵断面为圆弧形，水窖修建在地下，窖口加盖封闭，窖壁采用混凝土浇注。
水窖由窖口、窖体、窖底三部分组成。
窖口应高出地面0.2～0.4m，直径0.6～0.7m，距蓄水最高水面0.8～1.0m，用砖砌或素混凝土现浇、预制而成。
窖体分窖顶和窖筒，窖顶（亦可蓄水）上部与窖口相连，深0.5～0.8m，球冠（穹隆）形，内径由上向下逐渐放大，到窖筒处内径2～2.5m。
窖筒（主要蓄水部分）深2.5～3m，直径2～2.5m，采用素混凝土现浇而成，壁厚10～15cm。
窖底直径与窖筒一样，采用素混凝土现浇而成，厚度15～20cm，中心略低于四周，便于清淤。
进水管多采用8～10cm塑料硬管，前端位于沉沙池底以上0.8m处，末端从窖盖（地面以下0.5m深处）中穿人窖内50cm，塑管前端用木塞封口，下部开口。
水窖容积大小，主要根据供水范围、供水量、供水次数确定。
按每亩每次浇灌需水1m3，每个水窖照顾面积3亩，供水次数5次计算，水窖容积以15m3为宜（见图）。
水窖位置的选择需要注意几个方面，一是能够集流，二是方便灌溉，三是土质情况。
地址的选择要能够在降雨形成径流后自流入储水体，另外在布置时还要保证有足够的集流面积，不能过密，否则致使水窖蓄不满水，不能充分发挥作用，也造成了资金的浪费。
4.3施工技术要点
4.3.1基础开挖
首先放线，开挖出平台，然后在平台上按设计容积开挖边坡坡度，放出内外周边线，放线时要留足衬砌厚度。
基础应置于完整坚实的地基上，不允许一边在岩基一边在软基上，不允许基础直接置高差较大或破碎的岩基上，要避免在裂隙发育的地方建窖，防止地下水扬压力对池底的破坏。
窖土方开挖应先中心后四周逐步修整，当基地干容重低于1，5t/m3时，开挖直径应比设计尺寸小8—10cm，然后用手锤等工具将预留的4～5cm壁土击实砸平至设计尺寸，使窖壁土干容重达到1.5t/m3以上。
在窖基坑开挖中，从窖口开始，按照要求尺寸垂直向下挖，每向下挖深1m，校核一次直径，直至窖底。
开挖中应检查有无裂缝，当裂缝宽度大于0.5cm且处理费工时，应另选窖址。
窖底部必须按要求翻夯密实，同时要避免在雨季施工，减少超挖，以减少衬砌工程量。
4.3.2建筑材料
集雨型小水窖工程的主要建筑材料有水泥、砂、碎石、砖、预制混凝土块或板等。
（1）水泥。
要使用符合国家现行标准的水泥，禁止使用未达标的水泥，禁止使用储运时间超过3个月或储运过程中受潮产生团粒的水泥。
（2）沙。
可使用河沙、山沙、人工沙（石沙），要求级配良好，使用前要经过淘洗，要控制其含泥量及其他杂质，禁止使用风化沙或者杂质含量高的沙。
（3）碎石。
宜使用强度高的人工碎石，最高粒径不大于混凝土构件断面最小长度的1/2，薄壳构件不宜大于1/3，使用时要用水冲洗干净至无泥质。
（4）砖。
应使用符合国家现行标准生产厂家生产的合格产品，以提高防渗能力。
（5）混凝土预制块（板）砖使用强度应不低于100号。
（6）水。
避免使用污水或浑水（含泥）拌制水泥砂浆和混凝土。
4.3.3混凝土施工
（1）混凝土立模浇灌。
采用钢模板或木模板，模板支撑必须保证足够的刚度，模板板面要平整，接缝严密，迎仓面必须光滑，并涂上废机油或肥皂水。
模板架立必须稳固、不允许变形；立模后，必须经过验收，符合设计的几何尺寸；混凝土浇注前，必须清除仓内异物，清洗砂料、碎石，去除泥土、杂物。
混凝土严格按设计要求进行级配，标号不低于150号。
拌合后的混凝土入仓，一般每次浇筑高度不超过20cm，一层一层浇筑，均匀上升。
浇筑当中一般采用钢钎进行反复插捣，直至混凝土仓面和模板连接面泛浆即可，有条件的最好采用机械震捣。
混凝土浇筑应保持连续性，如因故中途停止，其间歇时间不得超过90min（拌合后的混凝土堆放时间也不能超过90min），否则已浇筑的仓面应按工作缝处理后才能继续浇筑。
工作缝处理原则:
已浇筑混凝土面上，在24h内不得进行新一层混凝土浇筑及浇筑的准备工作；24h后将已浇筑的混凝土表面仔细刷毛或凿毛并清洗干净，清除积水后，再用1:
1水泥砂浆铺层2～3cm，方可浇筑新的混凝土。
（2）拆模。
地埋式蓄水工程侧墙混凝土浇筑，冬春季节施工，至少2d才能拆模，夏季1d可以拆模；顶拱至少7d才能拆模。
（3）修补。
拆模后立即用高标号水泥砂浆或细石混凝土修补蜂窝麻面，有空洞的应先进行凿毛、冲洗，再用高标号混凝土填补。
（4）窖体防渗。
采用水泥砂浆抹面防渗，水泥砂浆标号采用100号，水泥：
沙子：
水的重量比为1:
4.5：
1，水泥为普通硅酸盐水泥，砂宜采用中砂。
第一遍在混凝土窖壁上抹10～15mm水泥砂浆，主要起使窖体表面平整光滑和防渗作用。
第二遍再采用厚度为5mm水泥砂浆抹面，表面应提浆压光，起到提高防渗效果的目的。
第三、四遍采用水泥浆涂刷，保证防渗质量。
水泥砂浆防渗体各层应紧密结合，每层应连续施工，不得留施工缝。
（5）养护。
要求在浇筑完成后12h开始浇水养护。
一般采用草席、稻草、锯末铺垫，洒水保持潮湿，有塑料膜覆盖的更好，养护时间不应少于14d。
（6）土方回填施工。
砖石砌体、混凝土构件的背水面超挖部分，在施工过程中，要用湿土回填密实。
完工后要完成窖顶的防冻覆土，覆土厚度不小于50cm，覆土体人工踏实即可。
4.3.4渗漏及其防治措施
渗漏产生的主要原因主要是由于选址不当、施工工序不当和施工质量造成。
只要不是因基础不均匀沉陷造成的一般裂缝，可以顺裂缝开凿比原裂缝宽10～20倍的沟槽，深度5cm以上，再用1:
1的水泥砂浆填补。
池底出现裂缝，要先检查是否地下水作用，是地下水扬压力破坏的，要先将地下水引出来，消除扬压力，再进行修补。
4.3.5施工质量及安全
集雨型小水窖施工工程当中土石方开挖、材料运输、脚手架支撑、浇筑过程都应按有关施工及安全规程规范执行，避免质量及安全事故的发生。
4.4集雨型小水窖技术应用中应注意的问题
首先小水窖选址应满足少占耕地，安全可靠，来水充足，引
蓄取用方便，以提高水的调蓄利用及有效利用。
其次在技术配套
方面，采用简单易行的技术，注重效果，发展节灌，对作物只能
补充关键水、救命水。
第三要遵循山区的自然规律，统一规划，
因地制宜，合理布局。
5.存在问题及对策建议
近年来，全镇水窖发展较快，但工作中也存在一些问题。
首先是资金不足，补助标准低。
适合搞集雨型小水窖工程的地区都是贫困地区，群众生活非常困难。
要从根本上改善生产条件，则要加快“五小”工程建设，兴建水窖是山区农民脱贫的良好选择，改善生存条件的根本措施，国家还需在资金方面给予大力支持。
其次是宣传不到位，管理不明确。
应加大集雨节水灌溉工程宣传工作的力度，进一步解放思想，更新观念，使各级干部、群众都能认识到集雨节水灌溉工程是干旱山丘区摆脱贫困的有效途径，以利于推动这项事业的发展。
采取以奖代补形式，建一处奖补一处，本着窖随地走的原则，谁受益，谁管理养护，以此带动水窖在我镇山区的大力推广运用，使集蓄雨水工程，发挥其较大的作用。
6.结语
在发展和应用集雨型小水窖工程的工作中应总结好的经验，根据
实际情况制定出切实有效的政策和办法，要实事求是，从规划设计、技术手段上，针对性地提出措施与方法。
从实施进度上，要分轻重缓急，合理安排资金或多渠道融资，逐步推进、稳步实施。
在建后管理中，应明确职责，狠抓落实。
同时应推行水利工程管理体制改革，建立合理的管理体系，使工程良性循环运行，长久发挥效益。
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